60GHz无线收发机中多模分频器的设计

发布时间：2017-08-09 16:28

  本文关键词：60GHz无线收发机中多模分频器的设计

  更多相关文章： 60GHz 多模分频器 CMOS 重定时 亚稳态

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展,人们对通信速率的要求越来越高,Gbps数量级的通信速率开始受到更多人们的关注,成为无线通信领域中研究的热点。在无线通信研究中,60GHz无线通信技术又因其丰富的免费频谱资源以及超高的传输速率,受到了广泛的关注。在对60GHz无线通信技术的研究中,又以研制出适用于60GHz无线通信的射频芯片最为重要。本人所在的课题组就是主要研究应用在60GHz频段短距离无线通信的射频收发机模块,多模分频器作为射频收发机中的重要组成部分,有着极其重要的作用,本文就是针对多模分频器模块进行研究和设计。本文主要设计了一种应用在60GHz收发机中的多模分频器模块,其整体电路由四级2/3分频单元级联而成,通过改变2/3分频单元的控制字来实现可变的分频系数。本设计采用重定时系统来降低多模分频器的相位噪声,针对重定时触发器可能会出现的亚稳态问题,本文又提出了两种解决亚稳态问题的方案,这也是本设计的一大创新点。由于本设计应用在收发机系统,在系统整体规划中,并没有设置测试多模分频器输出信号的引脚,因此无法在系统芯片上对多模分频器进行直接测试。后仿真结果显示本设计的多模分频器可以工作的频率范围为0--6.8GHz,分频系数为16～31,在频偏为100KHz时,相位噪声仅为-171.2dBc,当输入频率为3GHz、供电电压为1.2V时,功耗仅为1.1mW,完全满足系统的设计指标。目前国外对60GHz无线通信技术的研究已经比较成熟,并逐渐开始应用在市场上,但是国内对其的研究则落后很多,因此开展60GHz无线信号传输系统的研究和实现工作,对于我国毫米波无线通信系统的研究和应用具有重要意义。多模分频器作为收发机中的一个关键模块,有着极其重要的作用,本论文完成的工作具有重要的现实意义和工程应用价值。
【关键词】：60GHz 多模分频器 CMOS 重定时 亚稳态
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN859;TN772
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 60GHz短距离无线通信研究背景8-10
• 1.2 国内外锁相环频率合成器发展动态10-11
• 1.3 本文的主要内容和章节安排11-14
• 第二章 多模分频器分析14-24
• 2.1 多模分频器类型15-18
• 2.1.1 可预置异步型15-16
• 2.1.2 脉冲吞吐型16-17
• 2.1.3 双模预分频级联17-18
• 2.2 分频器噪声分析18-20
• 2.2.1 热噪声18-19
• 2.2.2 闪烁噪声19
• 2.2.3 多模分频器噪声19-20
• 2.3 多模分频器性能参数及设计指标20-22
• 2.3.1 速度20-21
• 2.3.2 功耗21-22
• 2.3.3 分频系数22
• 2.3.4 相位噪声22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 多模分频器的设计24-56
• 3.1 多模分频器的设计流程24-25
• 3.2 多模分频器整体电路架构25-26
• 3.3 多模分频模块设计26-39
• 3.3.1 2/3分频单元26-27
• 3.3.2 多模分频器分频过程27-32
• 3.3.3 反相器设计32-34
• 3.3.4 锁存器设计34-37
• 3.3.5 缓冲器设计37-39
• 3.4 重定时模块设计39-52
• 3.4.1 重定时触发器设计39-40
• 3.4.2 什么是亚稳态40-42
• 3.4.3 时间数字转换器42-50
• 3.4.4 逐级重定时50-52
• 3.5 多模分频器前仿真52-54
• 3.6 本章小结54-56
• 第四章 多模分频器版图设计56-64
• 4.1 版图设计56-58
• 4.1.1 版图设计规则56
• 4.1.2 版图设计注意事项56-57
• 4.1.3 多模分频器实物图片57-58
• 4.2 多模分频器电路后仿真58-62
• 4.3 本章小结62-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 论文总结64
• 5.2 论文展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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